Sistem Navigasi di Kapal

NAVIGATION SYSTEM

    Sistem navigasi adalah suatu sistem yang memungkinkan awak kapal untuk mengetahui secara akurat tentang arah, letak/ posisi dari kapal itu sendiri, obyek/ target tertentu (disekitarnya, baik ditinjau dari berbagai kedudukan) diatas permukaan maupun dibawah permukaan air laut. Adapun macam peralatan navigasi yang sering digunakan di Kapal misalnya peta, kompas, echo sounder, RADAR (Radio Detection and Ranging), RDF (Radio Direction Finder), Decca and Leran-C Navigation System, dan lain-lain.

PETA dan KOMPAS, Kedua macam peralatan ini merupakan peralatan konvensional yang penting dan utama serta akan selalu ditemui pada semua jenis kapal. Adapun persyaratan tentang kompas menurut Biro Klasifikasi Indonesia ialah :

Gyrocompass Indoor

1. Setiap kompas magnetic harus distandarisasi dan di-adjust/ disesuaikan terlebih dahulu, dan table atau kurva daripada sudut penyimpangan sisa yang dibentuk oleh kompas harus ada setiap saat (Directional Chart).
2. Selain itu untuk kapal-kapal bertonase 150 ton atau lebih harus dilengkapi dengan :

• Sebuah kompas magnetic standard
• Sebuah kompas magnetik Kemudi, Apabila informasi terdahulu yang diberikan kompas standard tidak sesuai dengan yang dikehendaki, maka harus tersedia kompas magnetic kemudi yang dapa dibaca dengan jelas oleh operator pada posisi kemudi utama.
• Peralatan komunikasi yang memadai antara posisi kompas standart dan posisi normal control navigasi.

ECHO SOUNDER, ialah peralatan yang digunakan untuk menentukan, mengukur kedalaman laut. Hal ini didapatkan bilamana kecepatan suara pada medium gelombang (air/ air laut) diketahui dan jangka waktu yang dibutuhkan oleh gelombang suara dari awal transmisi sampai pada saat penerimaan gema yang dipantulkan oleh dasar laut juga terukur, maka kedalaman laut dapat ditentukan. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut :

   Untuk meniadakan kebutuhan akan pencatat waktu dan untuk memudahkan peralatan dari pencatat jejak rambatan gelombang, dipakai sebuah ‘rotating stylus’ yang dapat secara otomatis menghentikan transmisi gelombang suara pada saat gelombang tersebut mencapai ‘zero depth’ (permukaan air) dan sinyal gelombang yang telah dikuatkan oleh amplifier akan mengakibatkan tanda/ titik-titik yang berkelanjutan yang menyatakan bentuk dasar laut yang tergambarkan pada kertas perekam.

   

Prinsip Kerja Echo Sounder

    Selain menyajikan data yang terekam dalam bentuk grafik yang menyatakan bentuk dasar laut, data tersebut juga dapat disajikan dalam bentuk digital baik dalam satuan meter, fathom (1,828meter) dan feet (0,305meter).

       Dalam Akurasi data yang terekam untuk mengatasi bahaya yang tidak dapat dihindari ketika memfasekan skala jangkauan, semua skala jangkauan harus dimulai dari nol. Walaupun demikian, perhatian harus diberikan daengan memakai peralatan konvensional untuk menyakinkan bahwa kedalaman yang sesungguhnyalah yang disajikan, dengan selalu memulai dari ‘zero depth’ ke skala yang lebih dalam ketika menyusuri dasar laut dan tidak hanya mencari pemantulan pada kedalaman yang telah diperkirakan.

     Data mengenai kedalaman air laut yang terekam oleh Echo Sounder sebenarnya mulai dihitung dari bawah transducer bukan diukur dari permukaan air laut. ‘Zero Depth’ yang dimaksud ialah hasil ukur tepat dibawah transducer. Pada beberapa echo sounder ditambahkan peralatan yang dapat memberikan data mengenai draft/ sarat kapal pada saat transmisi sampai dengan penerimaan kembali pulsa yang terkirim. Selain itu sebelum dilakukan transmisi dan perhitungan dari data yang terekam oleh echo sounder, dilakukan koreksi terlebih dahulu terhadap ketinggian air pasang saat itu. Sehingga kedalaman sesungguhnya dapat disimpulkan sebagai hasil perjumlahan dari kedalaman yang terukur oleh echo sounder dan draft kapal (ketinggian air pasang).

Akurasi kedalam laut

          Selain itu yang perlu diperhatikan adalah perubahan cepat rambat gelombang suara pada air laut, karena hal ini juga dipengaruhi oleh kadar garam yang terkandung dalam air laut, temperature, dan tekanan air laut. Oleh karena itu perhitungan/ penentuan cepat rambat gelombang suara harus dilakukan secara cermat dengan memperhatikan aspek-aspek tersebut diatas agar akurasi pengukuran dapat dioptimalkan.

RADAR (Radio Detection and Ranging), Sistem RADAR ialah peralatan yang digunakan untuk mendeteksi obyek-obyek diatas permukaan air laut. Hal ini dengan memancarkan energy gelombang melalui pemancaran atau transmisi gelombang radio pada suatu target tertentu, dimana energy gelombang tersebut akan dipancarkan kembali oleh sasaran tersebut ke antena pemancar sehingga sasaran/ target dapat diketahui.

      Dengan memperhitungkan interval antara pulsa-pulsa yang dipancarkan dengan yang diterima maka jarak obyek terhadap pemancar dapat diukur. Antena pemancar tersebut dapat mentransmisikan gelombang radio dengan pengarahan yang baik menggunakan dua arah utama, yakni :

1. Arah horizontal relatif terhadap antena disebut ‘azimut’. Dimana besar sudut pengarahan pada arah/ bidang ini sangat kecil, hanya beberapa derajat saja.
2. Arah vertical ralatif terhadap bidang horizontal disebut ‘arah elevasi’, pada arah ini biasanya sudut pengarahan cukup besar, yang mengakibatkan sinyal pantul yang diterima cukup besar sudutnya.

Pada dasarnya sistem RADAR terdiri dari 3 unit utama yaitu transmitter, receiver,dan display.

Transmitter / Pemancar

      Unit ini membangkitkan pulsa-pulsa pendek yang sangat kuat dari energy gelombang radio. Semua sistem radar untuk kapal biasa (non-kapal perang) dioperasikan menggunakan ‘X-band’ dengan panjang gelombang 3cm atau dalam ‘S-band’ dengan panjang gelombang 10cm. Dalam Frekuensi antara 9.3 -9,5 GHz untuk ‘X-band’ dan 2,9-3,1 GHz untuk ‘S-Band’ dengan selang waktu pemancaran antara 0,25-50 mikro detik dan banyaknya pulsa yang dipancarkan dalam waktu satu detik berkisar antara 500-3500 pulsa. Dimana dengan jumlah tersebut dikenal dengan sebutan ‘pulse repetition frequency’ (FRP). Pulsa-pulsa tersebut disesuaikan dengan skala jangkauan yang dikehendaki untuk skala jangkauan yang lebih jauh mempergunakan pulsa-pulsa yang lebih panjang.

Receiver / Penerima

      Unit ini berfungsi untuk menerima pantulan gelombang radio/ pulsa-pulsa yang ditangkap oleh antenna, untuk kemudian diproses dan disinkronisasikan lalu dikirimkan ke layar untuk ditampilkan. Diantara transmitter dan receiver terdapat alat penggabung yang memisahkan alat penerima yang sensitive dari pemancar pulsa yang yang berdaya tinggi kemudian menghubungkan antenna ke alat pemisah tersebut pada selang waktu antara pulsa-pulsa yang dipancarkan.

Display / Layar

      Keistimewaan dan karakteristik dari layar radar ini adalah memiliki layar bundar dengan tabung sinar katoda yang dilapisi fosfor. Dimana tabung katoda tersebut bekerja dengan suatu titik cahaya electron yang bergerak horizontal. Pergerakan titik cahaya electron ini disamakan dengan frekuensi dari pulse-pulse yang dipancarkan, kemudian pulse-pulse yang dikirim dan diterima ini akan menyimpangkan gerakan titik cahaya electron secara vertical, sehingga didapatkan gambaran tiap pulsa pada layar tersebut. 

     Gambaran tiap pulse tersebut akan membentuk titik yang begerak dari pusat layar menuju ke tepi layar dengan durasi sekitar 150 mikrodetik, sehingga yang Nampak pada layar hanyalah seperti garis yang selalu berputar dengan pusat rotasi di tengah layar. Pemantulan gelombang dengan kecepatan yang sama akan membentuk suatu titik yang lebih jelas dan terang pada koordinat dimana sasaran tersebut berada.

Contoh Tampilan RADAR

Secara garis besar, penampakan pada layar radar memiliki karakteristik sebagai berikut :

• Setiap garis yang berputar sebenarnya merupakan titik cahaya electron yang disimpangkan oleh pemancaran pulsa yang sangat cepat.
• Kecepatan titik pada layar sebanding dengan kecepatan pulsa yang dipancarkan dengan skala jangkauan sebagai konstanta pembandingnya.
• Gelombang pantulan dengan kecepatan yang sama akan membentuk suatu titik yang lebih terang yang begerak dari tepi layar ke pusat layar pada koordinat posisi sasaran.

    Dari uraian tersebut, dapat disimpulkan bahwa jarak antara target dengan antenna pemancar merupakan hasil kalibrasi dari waktu tunda dengan kecepatan pemancaran pulse-pulse radio, dimana waktu tunda adalah waktu total yang dibutuhkan oleh pulse pada saat ditransmisikan menuju sasaran sampai kembali lagi ke antena pemancar.

RDF (Radio Direction Finder), Sistem RDF ialah peralatan navigasi elektronik yang pertama kali digunakan. Walaupun kurang terkenal karena akurasinya yang rendah, sistem ini menggunakan peralatan yang ralatif murah dengan konsep yang sederhana dan juga tersedia stasiun pemancar pantai di seluruh dunia (dikarenakan sistem ini hanya akan berfungsi bila ada kontak dengan stasiun pemancar di darat). Sistem ini bekerja menggunakan sebuah pesawat penerima dengan sepasang antenna bundar (parabola) yang dapat menerima kontak dengan stasiun pemancar yang posisinya telah dideteksi pada peta navigasi. Dengan mengulangi hubungan dengan stasiun pemancar lainnya, maka terbentuk serangkaian koordinat posisi yang telah diinformasikan oleh beberapa stasiun pemancar, sehingga dapat diketahui posisi kapal saat itu. 

RDF Display

     Sistem ini dioperasikan mengikuti langkah-langkah berikut ini :

1. Mengetahui posisi kedudukan dari stasiun-stasiun pemancar yang akan dihubungi dengan menggunakan/ membaca pada peta navigasi, untuk menjamin agar posisi yang diinformasikan oleh stasiun-stasiun pemancar tersebut akan saling berpotongan.
2. Menyelaraskan peralatan dengan menggunakan frekuensi yang tepat dan sesuai dengan stasiun pemancar yang akan dihubungi.
3. Menyatukan dua kedudukan relative yang telah diinformasikan stasiun pemancar, sehingga akan membentuk daerah perpotongan yang menunjukkan posisi kapal tersebut.
4. Mengulangi kontak dengan stasiun pemancar sedikitnya dua kali lagi.

DECCA navigation system

Decca and Loran-C Navigation System, Kedua sistem ini bekerja berdasarkan prinsip hiperbolik. Pada sistem navigasi Decca proses pengukuran didasarkan pada perbedaan fase (compared in phase). Dimana fase dari suatu frekuensi pembawa gelombang radio dari suatu gelombang permukaan bumi diperlambat 3600 pada setiap satu panjang gelombang dari pemancar. Bilamana dua stasiun pemancar yang tetap posisinya memancarkan gelombang pembawa dengan frekuensi yang sama dan saling terkait fasenya, maka pada posisi yang berjarak sama dengan kedua stasiun pemancar, sinyal yang diterima memiliki fase yang sama pula. Apabila setiap posisi yang berjarak sama tersebut dihubungkan, akan membentuk lintasan hiperbola. Pada rangkaian sistem ini terdiri dari dari satu stasiun pemancar utama (Master) dan tiga stasiun pemancar cabang (Slave).

LORAN-C navigation system

       Sedangkan pada sistem navigasi Loran-C pengukuran didasarkan pada waktu dating pulse (pulse arrival time). Dimana stasiun-stasiun pemancar yang tetap posisinya dipasang secara berpasangan, salah satu dari stasiun
tersebut memancarkan dengan frekuensi tertentu, yang kemudian diterima oleh stasiun lainnya dari pasangan ini. Stasiun kedua kemudian memancarkan pulse frekuensi yang sama dengan stasiun pertama setelah selang waktu tertentu. kemudian akan didapatkan sejumlah posisi dimana kedua pulse yang dipancarkan akan ditangkap dengan perbedaan waktu yang tetap, sehingga menunjukkan perbedaan jarak yang tetap pula apabila kedudukan-kedudukan tersebut dihubungkan akan membentuk lintasan hiperbola. Pada umumnya sistem ini terdiri dari satu stasiun pengawas (Master) dengan dua pasangan dan menggunakan dua stasiun cabang (slave) yang berjarak 320-480km satu sama lain dalam frekuensi 2 MHz.

Share it →

Tweet